p Dentro de todos nós, há trilhões de minúsculas nanomáquinas moleculares que realizam uma variedade de tarefas necessárias para nos manter vivos. p Em um estudo inovador, uma equipe liderada pelo professor de física da SFU David Sivak demonstrou pela primeira vez uma estratégia para manipular essas máquinas para maximizar a eficiência e economizar energia. A descoberta pode ter ramificações em vários campos, incluindo a criação de chips de computador e células solares mais eficientes para geração de energia.

p Nanomáquinas são pequenas, realmente pequeno - alguns bilionésimos de metro de largura, na verdade. Eles também são rápidos e capazes de realizar tarefas complexas:tudo, desde mover materiais em uma célula, construir e quebrar moléculas, e processamento e expressão de informações genéticas.

p As máquinas podem realizar essas tarefas enquanto consomem muito pouca energia, então, uma teoria que prevê a eficiência energética nos ajuda a entender como essas máquinas microscópicas funcionam e o que dá errado quando elas quebram, Sivak diz.

p No laboratório, Os colaboradores experimentais de Sivak manipularam um grampo de DNA, cujo dobramento e desdobramento imitam o movimento mecânico de máquinas moleculares mais complicadas. Conforme previsto pela teoria de Sivak, eles descobriram que a eficiência máxima e a perda mínima de energia ocorriam se puxassem rapidamente o grampo de cabelo quando ele era dobrado, mas lentamente quando estava prestes a se desdobrar.

p Steven Large, um estudante de pós-graduação em física da SFU e co-autor do artigo, explica que grampos de cabelo de DNA (e nanomáquinas) são tão pequenos e flexíveis que são constantemente empurrados por violentas colisões com as moléculas circundantes.

p "Deixar que os empurrões desdobrem o grampo de cabelo para você economiza energia e tempo, "Grande diz.

p Sivak acha que o próximo passo é aplicar a teoria para aprender como conduzir uma máquina molecular ao longo de seu ciclo operacional, enquanto reduz a energia necessária para fazer isso.

p Então, qual é a vantagem de tornar as nanomáquinas mais eficientes? Sivak diz que as aplicações potenciais podem mudar o jogo em uma variedade de áreas.

p "Os usos podem incluir o design de chips de computador e memória de computador mais eficientes (reduzindo os requisitos de energia e o calor que eles emitem), fazer melhores materiais de energia renovável para processos como a fotossíntese artificial (aumentando a energia captada do Sol) e melhorando a autonomia das máquinas biomoleculares para aplicações de biotecnologia, como entrega de drogas. "

p O estudo foi publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences.